Pythonプログラミングのダイナミックな愛

• 著者について: 学校のコンピュータ学生で、Python の学習経験と学習メモを毎日共有しています。 

•  座右の銘：頭を下げて敬意を払う

• 個人ホームページ：Internet Beanのホームページ

目次

 序文

1. 使用するライブラリ

1.ランダムの紹介

2.数学入門

3. tkinter ライブラリの紹介

2.実際の写真

 3. コード部分

1. ライブラリを呼び出す

2.キャンバスを調整する

3.愛の生成

4. ランダムな内部拡散

5.ジッター

6. カーブ機能をカスタマイズし、ビート周期を調整します

7.恋愛カテゴリー

8.@classmethod 装飾されたクラスメソッド

4. すべてのソースコード

---

 序文

この章では、Python を使用して動的な愛のエフェクトを実装します。

1. 使用するライブラリ

1.ランダムの紹介

ランダム ライブラリは、乱数を生成および使用するための標準ライブラリです。Python の主な用途は、プログラムで乱数を使用する能力を習得することです。

ランダムには、seed()、random()、randint()、getrandbits()、randrange()uniform()、choice()、shuffle()、sample() の 9 つの一般的なランダム関数があります。

---

2.数学入門

数学ライブラリは、Python によって提供される組み込みの数学関数ライブラリです。複素数型は一般的な計算ではなく科学計算でよく使用されるため、数学ライブラリは複素数型をサポートせず、整数と浮動小数点数の演算のみをサポートします。数学ライブラリは、合計 4 つの数学定数と 44 の関数を提供します。44 個の関数は、16 個の数値表現関数、8 個のべき乗対数関数、16 個の三角対数関数、および 4 個の高度な特殊関数を含む 4 つのカテゴリに分類されます。

---

3. tkinter ライブラリの紹介

Tkinter は Python 独自のグラフィカル インターフェイス ライブラリであり、このライブラリにはラベル、ボタン、ラジオボタン、チェックボタン、エントリ テキスト ボックスなどを含む多くのグラフィカル インターフェイス コントロールが含まれています。Tkinter ライブラリのさまざまなグラフィカル インターフェイス コントロールを利用して、実用的なグラフィカル インターフェイス プログラムを設計できます。

---

2.実際の写真

---

 3. コード部分

1. ライブラリを呼び出す

import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter import *

2.キャンバスを調整する

CANVAS_WIDTH = 640#画布的宽
CANVAS_HEIGHT = 480#画布的宽
CANVAS_CENTER_X = CANVAS_WIDTH / 2
CANVAS_CENTER_Y = CANVAS_HEIGHT / 2
IMAGE_ENLARGE = 11
HEART_COLOR = "#FFC0CB" #ff2121 #引号内修改颜色

3.愛の生成

def heart_function(t, shrink_ratio: float = IMAGE_ENLARGE):

    x = 16 * (sin(t) ** 3)
    y = -(13 * cos(t) - 5 * cos(2 * t) - 2 * cos(3 * t) - cos(4 * t))

    x *= shrink_ratio
    y *= shrink_ratio

    x += CANVAS_CENTER_X
    y += CANVAS_CENTER_Y

    return int(x), int(y)

4. ランダムな内部拡散

def scatter_inside(x, y, beta=0.15):

    ratio_x = - beta * log(random.random())
    ratio_y = - beta * log(random.random())

    dx = ratio_x * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio_y * (y - CANVAS_CENTER_Y)

    return x - dx, y - dy

5.ジッター

def shrink(x, y, ratio):

    force = -1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.6)  # 这个参数...
    dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y)
    return x - dx, y - dy

6. カーブ機能をカスタマイズし、ビート周期を調整します

def curve(p):

    return 2 * (2 * sin(4 * p)) / (2 * pi)

7.恋愛カテゴリー

class Heart:

    def __init__(self, generate_frame=20):
        self._points = set()  # 原始爱心坐标集合
        self._edge_diffusion_points = set()  # 边缘扩散效果点坐标集合
        self._center_diffusion_points = set()  # 中心扩散效果点坐标集合
        self.all_points = {}  # 每帧动态点坐标
        self.build(2000)

        self.random_halo = 1000

        self.generate_frame = generate_frame
        for frame in range(generate_frame):
            self.calc(frame)

    def build(self, number):

        for _ in range(number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)
            x, y = heart_function(t)
            self._points.add((x, y))


        for _x, _y in list(self._points):
            for _ in range(3):
                x, y = scatter_inside(_x, _y, 0.05)
                self._edge_diffusion_points.add((x, y))


        point_list = list(self._points)
        for _ in range(4000):
            x, y = random.choice(point_list)
            x, y = scatter_inside(x, y, 0.17)
            self._center_diffusion_points.add((x, y))

8.@classmethod 装飾されたクラスメソッド

 @staticmethod
    def calc_position(x, y, ratio):

        force = 1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.520)  # 魔法参数

        dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X) + random.randint(-1, 1)
        dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y) + random.randint(-1, 1)

        return x - dx, y - dy

    def calc(self, generate_frame):
        ratio = 10 * curve(generate_frame / 10 * pi)  # 圆滑的周期的缩放比例

        halo_radius = int(4 + 6 * (1 + curve(generate_frame / 10 * pi)))
        halo_number = int(3000 + 4000 * abs(curve(generate_frame / 10 * pi) ** 2))

        all_points = []

        heart_halo_point = set()
        for _ in range(halo_number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)
            x, y = heart_function(t, shrink_ratio=11.6)
            x, y = shrink(x, y, halo_radius)
            if (x, y) not in heart_halo_point:
                heart_halo_point.add((x, y))
                x += random.randint(-14, 14)
                y += random.randint(-14, 14)
                size = random.choice((1, 2, 2))
                all_points.append((x, y, size))

        for x, y in self._points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 3)
            all_points.append((x, y, size))

        for x, y in self._edge_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))

        for x, y in self._center_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))

        self.all_points[generate_frame] = all_points

    def render(self, render_canvas, render_frame):
        for x, y, size in self.all_points[render_frame % self.generate_frame]:
            render_canvas.create_rectangle(x, y, x + size, y + size, width=0, fill=HEART_COLOR)


def draw(main: Tk, render_canvas: Canvas, render_heart: Heart, render_frame=0):
    render_canvas.delete('all')
    render_heart.render(render_canvas, render_frame)
    main.after(160, draw, main, render_canvas, render_heart, render_frame + 1)


if __name__ == '__main__':
    root = Tk()  # 一个Tk
    canvas = Canvas(root, bg='black', height=CANVAS_HEIGHT, width=CANVAS_WIDTH)
    canvas.pack()
    heart = Heart()
    draw(root, canvas, heart)
    root.mainloop()

---

4. すべてのソースコード

import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter import *

CANVAS_WIDTH = 640
CANVAS_HEIGHT = 480
CANVAS_CENTER_X = CANVAS_WIDTH / 2
CANVAS_CENTER_Y = CANVAS_HEIGHT / 2
IMAGE_ENLARGE = 11
HEART_COLOR = "#FFC0CB" #ff2121


def heart_function(t, shrink_ratio: float = IMAGE_ENLARGE):

    x = 16 * (sin(t) ** 3)
    y = -(13 * cos(t) - 5 * cos(2 * t) - 2 * cos(3 * t) - cos(4 * t))

    x *= shrink_ratio
    y *= shrink_ratio

    x += CANVAS_CENTER_X
    y += CANVAS_CENTER_Y

    return int(x), int(y)


def scatter_inside(x, y, beta=0.15):

    ratio_x = - beta * log(random.random())
    ratio_y = - beta * log(random.random())

    dx = ratio_x * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio_y * (y - CANVAS_CENTER_Y)

    return x - dx, y - dy


def shrink(x, y, ratio):

    force = -1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.6)  # 这个参数...
    dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y)
    return x - dx, y - dy


def curve(p):

    return 2 * (2 * sin(4 * p)) / (2 * pi)


class Heart:

    def __init__(self, generate_frame=20):
        self._points = set()  # 原始爱心坐标集合
        self._edge_diffusion_points = set()  # 边缘扩散效果点坐标集合
        self._center_diffusion_points = set()  # 中心扩散效果点坐标集合
        self.all_points = {}  # 每帧动态点坐标
        self.build(2000)

        self.random_halo = 1000

        self.generate_frame = generate_frame
        for frame in range(generate_frame):
            self.calc(frame)

    def build(self, number):

        for _ in range(number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)
            x, y = heart_function(t)
            self._points.add((x, y))


        for _x, _y in list(self._points):
            for _ in range(3):
                x, y = scatter_inside(_x, _y, 0.05)
                self._edge_diffusion_points.add((x, y))


        point_list = list(self._points)
        for _ in range(4000):
            x, y = random.choice(point_list)
            x, y = scatter_inside(x, y, 0.17)
            self._center_diffusion_points.add((x, y))

    @staticmethod
    def calc_position(x, y, ratio):

        force = 1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.520)  # 魔法参数

        dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X) + random.randint(-1, 1)
        dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y) + random.randint(-1, 1)

        return x - dx, y - dy

    def calc(self, generate_frame):
        ratio = 10 * curve(generate_frame / 10 * pi)  # 圆滑的周期的缩放比例

        halo_radius = int(4 + 6 * (1 + curve(generate_frame / 10 * pi)))
        halo_number = int(3000 + 4000 * abs(curve(generate_frame / 10 * pi) ** 2))

        all_points = []

        heart_halo_point = set()
        for _ in range(halo_number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)
            x, y = heart_function(t, shrink_ratio=11.6)
            x, y = shrink(x, y, halo_radius)
            if (x, y) not in heart_halo_point:
                heart_halo_point.add((x, y))
                x += random.randint(-14, 14)
                y += random.randint(-14, 14)
                size = random.choice((1, 2, 2))
                all_points.append((x, y, size))

        for x, y in self._points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 3)
            all_points.append((x, y, size))

        for x, y in self._edge_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))

        for x, y in self._center_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))

        self.all_points[generate_frame] = all_points

    def render(self, render_canvas, render_frame):
        for x, y, size in self.all_points[render_frame % self.generate_frame]:
            render_canvas.create_rectangle(x, y, x + size, y + size, width=0, fill=HEART_COLOR)


def draw(main: Tk, render_canvas: Canvas, render_heart: Heart, render_frame=0):
    render_canvas.delete('all')
    render_heart.render(render_canvas, render_frame)
    main.after(160, draw, main, render_canvas, render_heart, render_frame + 1)


if __name__ == '__main__':
    root = Tk()  # 一个Tk
    canvas = Canvas(root, bg='black', height=CANVAS_HEIGHT, width=CANVAS_WIDTH)
    canvas.pack()
    heart = Heart()
    draw(root, canvas, heart)
    root.mainloop()

---

  作成は簡単ではありません、注意してください、いいね、収集、ありがとう~